直流电机的步进之舞揭秘工作原理

导语:步进电机,作为一种特殊的电动机,凭借其精准定位、高转矩、高效能等优势,在自动化设备中得到了广泛的应用。它的工作原理可以简化为磁场交互和电流施加两个方面。

一、步进电机工作原理

首先,步进电机通过磁场交互产生转动,其核心在于定子与转子的相互作用。定子由线圈组成,而转子则带有永磁体或铁芯。当通过定子的线圈施加电流时,就会生成一个强大的磁场,这个磁场与转子上的极相遇就会产生力矩,使得整个系统旋转。这次旋转的角度是由施加的电流方式以及两者相互作用方式所决定。

其次,步进电机实现控制的关键在于它能够按照固定的步距运动,即每一次施加不同的电流都会导致特定的角度变化。这个步距通常由结构和线圈绕组共同决定。而且,可以将其分为单相和多相两种类型。单相步进只有一个线圈,所以每次改变方向都会以固定的角度移动;而多相则拥有更多线圈,它们依次被激励以控制旋转,从而获得更高精度和输出力矩。

尽管如此,使用直流或交流驱动器对比传统直流或交流功率源时,我们必须考虑到额外成本因素,以及需要专门设计双环形脉冲信号、功率驱动器及电子接口。此外,对于不熟悉这些技术的人来说,将它们集成到实际应用中可能会变得复杂,因为涉及机械、电子、计算机等众多专业领域。

今天,我们面临的是大量制造商提供仿制产品,但真正掌握研发能力并具备基础设施的小型企业寥寥无几。这使得用户在选购过程中面临诸多挑战,并限制了他们对于产品改良的一般性理解。在此背景下,本文将详细探讨感应式步进 电机会如何运作,以期为用户提供更加明确的地图,以便他们在选择适合自己的设备时做出明智决策。

二、比较伺服与步进性能差异

控制精度方面不同:

步行器一般采用两相混合模式,每一步都固定为1.8°或者更小。

伺服系统利用编码器来保证轴后端绝对位置,因此具有更高精度,如2500条编码点可达到360°/10000=0.036°。

力矩频率特性不同:

步行器随着速度增加而减少输出力矩,最终影响最大工作速率(通常低至900RPM)。

伺服系统提供恒力输出,即从1000~3000RPM范围内始终保持最大的扭矩。

过载能力不同:

运行性能也各异:

关于丢失脉冲的问题:

开环控制下的丢失导致堵车现象,不利于快速启动。

闭环系统能够修正丢失信号,无需过大余量避免堵车问题。

6., 加速度响应时间也存在差异:

7., 从静止到满负荷加速耗费数百毫秒,而伺服系统仅需几毫秒即可达标,为高速启停操作提供支持。在寻求快速启动停止需求的情境下,伺服技术显著优越。